चतुष्फलकीय परमैंगनेट

पोटेशियम परमैंगनेट, KMnO4

पोटेशियम परमैंगनेट गहरे बैंगनी रंग का एक यौगिक होता है जो क्रिस्टल रूप में होता है और पोटेशियम परमैंगनेट परमैंगनिक एसिड (अस्थिर एसिड) का लवण है। इसे गहरे रंग की बोतल में संग्रहित करते हैं क्योंकि यह सूर्य के प्रकाश में विघटित हो जाता है।पोटैशियम परमैंगनेट की संरचना चतुष्फलकीय होती है। इस संरचना में केंद्रीय परमाणु Mn है, जो चतुष्फलकीय ज्यामिति में चार अलग अलग ऑक्सीजन परमाणु से जुड़ा हुआ है। तीन ऑक्सीजन Mn परमाणु से द्वि-आबन्ध से बंधी होती हैं और एक ऑक्सीजन एकल बंधन से बंधी होती है। पोटेशियम परमैंगनेट में Mn +7 अवस्था में है, जोकि Mn की उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था है। इसलिए यह ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में व्यवहार करता है।

पोटेशियम परमैंगनेट तैयार करने की विधियाँ:

पहले चरण में, MnO₂ धातु हाइड्रॉक्सिल के साथ प्रतिक्रिया करके K₂MnO₄ का उत्पादन करता है। KNO₃ का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में किया जाता है।  इससे K₂MnO₄ (गहरा हरा रंग) उत्पन्न होता है।  अगले चरण में, K₂MnO₄ एक तटस्थ या अम्लीय घोल में अनुपातहीन प्रतिक्रिया देता है और पोटेशियम परमैंगनेट का उत्पादन करता है।

2MnO₂ + 4KOH + O₂ → 2K₂MnO₄ + 2H₂O

3MnO₄ ^2-+ 4H⁺ → 2MnO₄ ^-+ MnO₂ + 2H₂O

प्रयोगशाला विधि :

प्रयोगशाला विधि में, मैंगनीज (II) योगिक को परमैंगनेट बनाने के लिए पर ऑक्सो डाइसल्फेट का प्रयोग किया जाता है। ऑक्सो डाइसल्फेट मैंगनीज योगिक को परमैंगनेट में ऑक्सीकृत कर देता है। और इस अभिक्रिया में ऑक्सो डाइसल्फेट स्वयं सल्फेट में परिवर्तित हो जाता है। यह अभिक्रिया अम्लीय माध्यम में होती है।

2Mn²⁺ + 5S₂O₈^2- + 8H₂O → 2MnO₄ ^- + 10SO₄^2- + 16H⁺

पोटेशियम परमैंगनेट के गुण

भौतिक गुण

1. पोटेशियम परमैंगनेट गहरे बैंगनी रंग के चमकदार क्रिस्टल बनाता है।  घोल के रूप में यह गहरा गुलाबी रंग देता है।
2. यह यौगिक गंधहीन है यानी इसमें कोई गंध नहीं है, लेकिन इसका स्वाद मीठा है।
3. इसका उच्च गलनांक 240⁰ C होता है।
4. यह पोटेशियम परक्लोरेट के साथ आइसोमोर्फस (समान क्रिस्टलीय संरचना) है।
5. इसे गहरे रंग की बोतलों में संग्रहित किया जाता है क्योंकि यह सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में विघटित हो जाता है।

रासायनिक गुण

1)ऊष्मीय अपघटन

पोटेशियम परमैंगनेट को गर्म करने पर यह 513 K पर विघटित हो जाता है। थर्मल अपघटन के परिणामस्वरूप यह K₂MnO₄ और मैंगनीज ऑक्साइड बनाता है और ऑक्सीजन छोड़ता है।

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO2 + O2

2)ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया

KMnO4 में, Mn उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में है, इसलिए यह प्रबल ऑक्सीकरण कारक की तरह व्यवहार करता है। पोटेशियम परमैंगनेट का ऑक्सीकरण व्यवहार सभी तीन विलयन में देखा जाता है; अम्लीय, क्षारीय और उदासीन माध्यम में। अब हम निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रिया में KMnO4 के ऑक्सीकरण व्यवहार को देखते हैं।

a) अम्लीय घोल में KMnO4 की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया; अम्लीय माध्यम में यह Mn2+ आयन में अपचयित हो जाता है यहाँ Mn की ऑक्सीकरण संख्या में परिवर्तन +7 से +2 तक होता है। और अम्लीय ऋणायन को उनके अलग मुक्त अणुओं में ऑक्सीकृत कर देता है, जैसे कि निम्नलिखित अभिक्रियाओं में हम देख सकते हैं।

आयोडीन हाइड्रोजन आयोडाइड से मुक्त होता है :

10HI + 2MnO₄ ^-+ 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 8H₂O + 5I₂

ऑक्सालिक एसिड 333 K पर ऑक्सीकृत होता है, और यह कार्बन डाइऑक्साइड बनाता है।

5H₂C₂O₄ +2MnO₄ ^-+ 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 8H₂O + 10CO₂

हाइड्रोजन सल्फाइड का ऑक्सीकरण होता है, सल्फर के रूप में अवक्षेपित होता है:

5H₂S + 2MnO₄ ^-+ 6H+ → 2Mn²⁺ + 8H₂O + 5S

b) उदासीन या आंशिक रूप से क्षारीय घोल में KMnO4 की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया, उदासीन या आंशिक रूप से क्षारीय माध्यम में KMnO4 मैंगनीज डाइऑक्साइड में अपचयित हो जाता है। और Mn की ऑक्सीकरण संख्या +7 से +4 हो जाती है। और यह अभिक्रिया में उपस्थित लवण का ऑक्सीकरण करता है। जैसे कि निम्नलिखित अभिक्रियाओं में हम देख सकते हैं।

• पोटैशियम आयोडाइड का पोटेशियम आयोडेट में ऑक्सीकरण हो जाता है:

2KMnO₄+ H₂O +Kl → 2MnO₂ + 2KOH+ KIO₃

• सोडियम थायोसल्फेट का सोडियम सल्फेट में ऑक्सीकरण हो जाता है:

8KMnO₄+ 3Na₂S₂O₃ + H₂O → 8MnO₂ + 6Na₂SO₄+ 2KOH

पोटेशियम परमैंगनेट का उपयोग

• पोटेशियम परमैंगनेट का उपयोग कीटाणुनाशक के रूप में किया जाता है और इसका उपयोग जीवाणु संक्रमण के इलाज के लिए किया जाता है।

• इसका उपयोग ब्लीचिंग एजेंट के रूप में किया जाता है।

• KMnO4 घोल का उपयोग वॉल्यूमेट्रिक विश्लेषण (गुणात्मक विश्लेषण) में अनुमापन एजेंट के रूप में किया जाता है और इसका उपयोग लौह लवण, ऑक्सालिक एसिड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड आदि की ताकत के आकलन के लिए किया जाता है।

• क्षारीय KMnO4 का उपयोग कार्बनिक रसायन विज्ञान में ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के लिए बेयर के अभिकर्मक के रूप में किया जाता है।